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城市化与北京增温的协整分析 摘要：城市增温现象和城市热岛效应对人居环境的影响日益显著，为了证明城市化是否是城 市增温现象的一个主要影响因素，本文利用协整分析等经济计量方法研究了城市化对城市增 温现象的影响。协整分析是近年来计量经济学发展的必威体育精装版成果，能够揭示出变量之间存在着 的长期均衡变动关系。分析发现，城市化因子与城市气候因子之间存在着协整关系。长期中 北京市的年平均最低温度与人口密度基本上处于同步增长状态；短期内城市气温的变动也受 到了人口和城市化因素的较大影响。因此可知，北京市 1970 年代以来，城市气温的升高基 本上与城市化的发展相一致，二者具有长期协同变动的均衡关系，这有助于我们制定减缓城 市热岛效应的城市规划以及具有合理人口规模的城市发展战略。 关键词：城市化，城市增温，城市热岛效应，协整关系 近 100年来，全球年平均气温上升了0.6℃～0.8℃（IPCC,2001），伴随全球气候变暖 的趋势，许多大城市的平均气温也有显著的上升趋势。城市增温现象一方面来自全球气候变 化的影响，另一方面是由于城市人类活动的加剧造成的。城市是人类社会经济活动最集中的 地区，拥有大量的人口和密集的房屋建筑，在工业生产、交通运输和居民生活中会排放出大 量的温室气体和烟尘，此外，城市植被稀少及城市下垫面的独特性质，都不利于热量的扩散 和水份的存储，从而造成增温效应。城市增温现象使得城市中心地区近地面温度高于周边郊 区，形成了城市热岛。城市热岛效应（Urban Heat Island Effects）是城市气候最明显的特征 之一，与许多国家和地区相比，由于中国城市人口众多、植被覆盖率低，使得我国的城市热 岛效应尤为显著。近些年来，随着我国城市化进程不断加快，城市人口密度加大，建筑物日 益密集，生产和生活用能不断增加，进一步引起热岛效应范围扩大和强度增加。 城市增温现象与城市热岛的区别在于分析的角度有所不同，对增温现象的研究着眼于长 时期一定尺度下（全球、区域或特定地区）气温的动态增长趋势。城市增温受到全球气候变 化大背景和人类活动的双重影响。城市热岛则着眼于城市中心地区与城市周边地区的气温差 异，这种差异表现为热岛效应。理论上，由于常以城市平均气温与郊区平均气温之差作为热 岛强度指标，因此可以大致认为除去了全球（或地区）气候变化对城市增温的影响。热岛强 度作为甄别城市化对城市增温影响的重要指标，可以在不同气候和地理区域的城市或地区之 间进行比较分析，从而对比城市增温现象给社会经济和人居环境带来的影响。 目前对城市化与城市增温和城市热岛问题的研究已经从理论研究走向实证分析，本文试 图运用经济计量方法探讨城市化与城市增温现象之间的联系，从而为合理进行城市规划和减 缓城市热岛效应提供一定的理论依据。 1．北京的城市化进程和城市增温效应 北京市自从1970年代末以来，在改革开放政策的驱动下，经历了一个比较快速的城市化 过程。这一时期（1978~2003年）北京市的人口总量和人口密度都增长较快，平均每年净增 人口22.96万；人口密度增长了1.3倍，城近郊区的人口密度达到了每平方公里12526人，城市 化率从54.9％增长到72.3％。伴随着人口的增长，北京的城市建设也经历了一个快速发展阶 2 2 段。北京城市中心区面积从1980年的62.5km 增长到2003年的289.8km ，平均扩张速度达到 2 2 9.9km /年，到2003 年末北京建成区面积已达655 km 。 土地利用方式的变化是形成城市热岛的重要原因。自从1980年代以来，由于北京城市建 1 设不断加快和人口迅速增长，形成了显著的热岛效应。与郊区相比，城市中心地区的气温增 长趋势更为明显。1960～2000年，北京郊区的增温速率达到0.04℃/10a，城市中心区的增温 率为0.35℃/10a，城市热岛强度的增温率为0.31℃/10a （林学椿等，2005）。根据卫星遥感的 北京地表亮温分布图，可以看出北京夜间城区的地表亮温要比郊区平原地区高3-4℃（见图1， 郑祚芳等，2005）。图中所反映的城市热岛状况大致接近北京热岛的年值和月值水平（谢庄， 200